Question

【題目】工業上可采用丙烯氨氧化法制丙烯脂，回答下列問題：

I.丙烯的制備反應方程式為C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)。

已知：部分共價鍵的鍵能如下：

（1）制備丙烯反應的△H=__。該反應在__(“高溫”或“低溫”)下有利于自發進行。

（2）提高丙烯產率可以選擇__(填序號)。

A.升溫 B.減小壓強 C.充入H2(恒容) D.加入催化劑

（3）已知：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) H=-41kJ·mol-1，工業上選擇向反應體系中加入CO2，提高丙烷的轉化率，從化學平衡原理角度說明原因：__。

II.利用丙烯制備丙烯腈，反應方程式如下：2C3H6(g)+2NH3(g)+3O2(g)2CH2=CHCN(g)+6H2O(l) H=-1294kJ·mol-1。

（4）主要的反應機理如下：

CH3-CH=CH2→[CH2CHCH2]+H 慢 H＞0

[CH2CHCH2]+[NH]→CH2=CH-CN+3H 快

如圖能表示反應歷程的是__(填序號)。.

（5）一定溫度下，IL恒容密閉容器中充人等物質的量的C3H6、NH3、O2制備丙烯腈，c(C3H6)與v正隨時間變化的數據如下表：

①判斷t4時刻反應是否已經達到平衡狀態并說明理由：__。

②列式并計算制備丙烯腈反應的平衡常數K=__(mol·L-1)-5。

③已知：正反應速率v正=kca(C3H6)，根據表中數據，a=__。

Answer 1

【答案】+136 kJ/mol 高溫 AB CO2與H2反應，降低H2的濃度，使C3H6的制備反應平衡正向移動，CO2與H2的反應是放熱反應，使反應體系溫度升高，C3H6的制備反應平衡正向移動 B t4時刻，正反應速率和C3H6的濃度均不再變化，則反應達到平衡 =1.41104 1

【解析】

Ⅰ．(1)根據鍵能計算可得；反應是吸熱反應，且是熵增，根據△G＝△H-T△S分析；

(2)反應吸熱且氣體分子數增加，提高丙烯產率需使平衡正向移動；

(3)體系中加入CO2使CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)正向移動，影響了H2濃度和體系溫度，從這兩方面進行分析；

Ⅱ．(4)第一步反應吸熱，第二步放熱，第一步反應慢，則活化能高；

(5)①觀察反應速率，速率不變或濃度不變則達到了平衡，因此，t4時刻達到平衡

②根據“三段式”法進行計算；

③根據數據可知，v正是關于c(C3H6)的一次函數。

Ⅰ．(1)1個C3H8分子中有2個C-C鍵和8個C-H鍵，1個C3H6分子中有1個C-C鍵、1個C=C鍵和6個C-H鍵，1個H2分子中有1個H-H鍵，則制備丙烯反應的△H=(2346+8414-346-6414-602-436)kJ/mol=+136 kJ/mol；反應是吸熱反應，且是熵增，根據△G＝△H-T△S，因此高溫有利；

(2)反應吸熱且氣體分子數增加，升溫和減小壓強可以使平衡正向移動，沖入H2會使平衡逆向移動，加入催化劑平衡不移動，故選AB；

(3)CO2與H2反應，降低H2的濃度，使C3H6的制備反應平衡正向移動，CO2與H2的反應是放熱反應，使反應體系溫度升高，C3H6的制備反應平衡正向移動；

Ⅱ．(4)第一步反應吸熱，第二步放熱，排除A，第一步反應慢，則活化能高，故選B；

(5)①觀察反應速率，速率不變或濃度不變則達到了平衡，因此，t4時刻達到平衡；

②由表中數據可得：

K=1.41104；

③根據數據可知，v正是關于c(C3H6)的一次函數，則a＝l。